极化复用在遥感卫星接收系统中的工程化应用

针对低轨遥感卫星双频点极化复用数传模式,研究遥感接收系统设计及工程化应用技术,通过对星地联合隔离度影响进行理论分析、星地无线极化复用试验,验证了极化复用技术实现可行性,采用极化对消解调技术,并通过卫星双点频极化复用模式数据的实际接收试验,验证了卫星极化复用模式数据接收可靠性,实现了双频点四通道极化复用的工程化应用。     

数据中继卫星系统的数据传输协议研究

首先介绍了美国中继卫星系统的基本概况,给出了其系统组成框图和连接关系,依据中继卫星系统数据传输任务和数据传输需求,并在分析比较ESA和CCSDS的星地数据传输管理协议的基础上,提出了使用CCSDS组织的AOS建议书作为数据中继卫星系统的数据传输协议建议,给出了数据传输帧的定义和初步操作建议。     

星地光通信发展状况与趋势

星地之间日益增长的高数据率和大通信容量的通信需求，必须用光通信来实现。否则卫星光网与光纤光网之间将形成传输“瓶颈”，限制通信的发展。美国的激光通信演示系统、光通信演示和高速率链路设备、空间技术研究卫星2实验、同步轨道轻量技术实验、火星激光通信演示系统，日本的激光通信实验装置等均对星地光通信进行了有成效的探索。中国也在跟瞄（APT）、光相控阵和新型星地通信等研究方面不断探索。如何提高跟瞄系统的性能，如何克服空同大气影响，如何将数据传输率提高到每桫吉比特并实现低误码率，如何使卫星与地面光纤网相连将是未来星地光通信的发展趋势。     

S/X/Ka频段天伺馈系统关键技术分析

采用Ka频段进行星地数据传输是解决数据传输频带资源紧张的有效技术途径,将成为星地数据传输的发展方向。针对目前国内外对S/X/Ka地面接收系统缺乏深入的技术研究和工程化产品的问题,分析研究了S/X/Ka天伺馈系统的关键技术,提出了主要技术指标需求及关键技术实现途径。研究结果可为系统的设计、研制加工等提供技术参考。     

星地一体化导航系统星问链路仿真及分析

在导航卫星系统中,为了解决星间链路拓扑规划不合理而导致的星地信息传输时延大的问题,提出了一种新的星间链路规划方法。该方法优先考虑星地间的可视覆盖关系,保证卫星与地面站之间实时的信息传输。利用STK仿真软件构建了卫星网络拓扑,进而利用OPNET仿真软件完成了性能仿真验证。仿真结果表明,新的拓扑减小了星地数据传输的跳数和端到端时延,符合星地一体化的需求。     

国外激光链路中继卫星系统的发展与启示

激光链路中继卫星系统是指以激光波束为媒介,为低轨信息获取类卫星提供高速数据传输服务的卫星系统。国外已开展了多次星间、星地激光通信实验,已由强度调制/直接探测通信体制过渡到相位调制/相干解调通信体制,通信速率可达5.6 Gbps。卫星激光通信正向更高通信速率、组网应用、终端小型化、轻量化方向发展。在系统分析欧洲、日本、美国等国家典型星间、星地激光通信实验和中继卫星发展计划的基础上,讨论了激光链路中继卫星系统的发展趋势,总结得到对发展我国激光链路中继卫星系统的若干启示。     

星地融合网络：一体化模式、用频与应用展望

随着卫星通信网络的迅速发展，星地融合网络(Integrated Satellite-Terrestrial Networks, ISTNs)通过充分利用卫星互联网与地面网络的优势，拓展了通信的覆盖范围，实现了全球立体无缝覆盖，是未来6G网络的关键支柱，能给网络服务性能带来革命性提升。分析了星地融合的优势与挑战，全面梳理了目前国内外正在探索和实践的三种典型星地融合策略。在此基础上，详细介绍了不同策略下的星地融合的系统与应用，以辅助地面组件(Ancillary Terrestrial Component, ATC)规则、互补地面组件(Complementary Ground Component, CGC)规则、苹果/华为直连卫星服务、AST计划以及Starlink/OneWeb高速互联网接入服务为例，介绍了星地融合系统的运营与频率使用情况，指出了在网络架构、空口传输、频谱资源管理以及传输设备等方面所面临的技术挑战以及对未来星地融合网络的发展展望。     

一种面向低轨遥感星座的路由任务规划算法研究

为了解决遥感星座数据传输时效性差的问题,利用星间链组网,提出了一种适应于断续猝发特征星间网络的路由任务规划算法。该算法以遥感卫星成像任务规划结果为驱动,结合卫星网络拓扑结构的时变性特点,改进基于快照序列的拓扑划分方法,降低路由切换频率,减少链路切换代价损失。并将卫星与地面站之间的路由看作低轨遥感星座路由的一部分,在选择星地最短路由路径的同时实现星地建链总时长最大化。仿真结果表明,该算法能够显著提升低轨遥感卫星星座的数据传输能力。     

基于广义近似消息传递的扰码多址卫星接收技术

为了解决卫星互联网中各类终端设备对传输速率和频谱资源的需求剧增问题,针对非正交多址卫星互联网,设计了一种基于广义近似消息传递的优化卫星接收机。考虑非正交多址中的多用户检测,基于图模型建立因子图,利用因子图建立系统的消息传递模型并提出消息传递算法。基于广义近似消息传递算法,进一步降低传统基于消息传递的多用户检测器的复杂度。在卫星环境下,研究广义近似消息传递信号接收性能。仿真结果表明,所提算法能有效地解决星地之间的多用户信号共存问题,同时降低算法的运算复杂度。     

天基宽带互联网发展现状与展望

从天基宽带互联网的概念出发,在详细研究了全球天基宽带互联网发展现状与研究进展的基础上,提出中国天基宽带互联网应依据国家现实需求,遵循近期、中远期渐进的路线演进。同时认为在天基宽带互联网发展过程中,必须解决网络体系架构、卫星星座、空间与星地一体化组网、传输、网络管理与安全等关键技术问题。     

卫星互联网导读

内容导读卫星互联网作为我国新基建之一,具有低时延、低成本、广覆盖、大带宽等优点,高通量卫星技术的发展使得卫星互联网通信性能大幅提升以及用户使用成本快速下降,为全球卫星互联网产业发展进入快车道提供了重要推力。与此同时,国际电信联盟(ITU)已经提出了中继到站、小区回传、动中通、混合多播4种卫星互联网与5G融合应用场景。     

航天测控系统星地测控对接模式应用现状与发展趋势

航天领域中,星地测控对接是卫星研制过程中必不可少的重要环节.从实际工程应用角度出发,介绍了星地测控对接的试验项目和常用的三类对接模式,分析了现有对接模式在工程应用中存在的问题,提出了基于测控信道模拟器和星地对接系统的新型星地对接模式.新型星地对接模式的应用有效地缓解了测控资源紧张的压力,提高了对接效率,同时提升了星地测控设备真实、全面的检验能力,是星地对接技术的发展方向.     

AI技术在卫星通信/互联网领域的应用综述

卫星互联网的诞生带来新的发展机遇，同时也具备诸多挑战。主要调研了在空天地一体化的背景下，人工智能（AI）技术作为重要的辅助工具在卫星通信/卫星互联网领域的应用，涉及通信抗干扰、通信路由、星地网络系统架构、星座运营与管理等场景，其中涉及的AI算法包括传统机器学习、深度学习、强化学习等；最后，针对AI技术在卫星通信/互联网领域的发展趋势，提出了未来的研究方向，为我国卫星领域的智能化发展提供了思路和技术方案。     

基于多维频谱地图的干扰规避

针对复杂电磁环境下卫星移动通信系统可靠通信需求,利用频谱地图多维数据呈现优势,提出了基于多维频谱地图的干扰规避方法。通过建立卫星移动通信系统波束、时隙、子频带、干扰强度等多维信息关联的频谱地图,利用数据挖掘方法对频谱可用情况进行预测,基于预测结果及用户QoS(Quality of Service)需求生成干扰规避策略,通过星地联合频谱资源调配实现系统干扰规避。该方法为卫星移动通信系统干扰规避提供了一种全新的思路,可提升卫星移动通信系统干扰防护能力。     

基于插件的星地资源管理系统的设计与实现

通过总结当前星地资源管理系统的发展现状与趋势,针对当前星地资源管理系统开发设计中存在的研制周期短、扩展性要求强等问题,并结合其发展方向,基于插件技术建立星地资源管理系统,将系统开发分为系统框架开发、星地资源数据库建立和功能插件开发3部分。提出星地资源管理系统开发的思路是在新技术支持下,对星地资源管理系统开发方式的探索与尝试,是对传统开发方式的改进。     

卫星导航定位系统星地时间同步方法

星地时间同步是卫星导航定位系统的重要组成部分,其精度和可靠性对导航系统的定位精度和性能有重大影响。该文简要介绍了星地时间同步的基本原理,阐述了卫星导航定位系统星地时间同步常用的单向时间同步、双向时间同步和激光时间同步方法,并对这三种方法的优缺点进行了分析比较,对建立新型卫星无源导航定位系统应采用的星地时间同步方法提出了自己的观点。     

卫星导航星地对接模型系统的设计与实现

随着GPS、GLONASS、GALILEO等导航系统的建设,各种导航定位系统的卫星功能越来越强大,其性能也越来越受到重视和关心。在卫星发射之前,如何进行卫星的测试与试验,是必须面临的问题。建立一套星地对接模型系统,模拟仿真真实地面设备的导航信号环境,与卫星进行星地对接试验,对卫星进行功能检查和性能检验,是解决这一问题的有效途径。介绍了星地对接模型系统的工作原理设计和信号的模拟要求,详细阐述了星地对接模型系统各种特征的实现途径,并对模拟信号进行了系统实现。     

一种提高星地数据传输效率的调制方式

欲提高卫星与地面接收站之间的数据传输效率,一般是从策略层着手,采用传输速率随卫星仰角升高而增加的传输模式。为进一步挖掘星地传输链路的潜力,从调制方式着手,设计具有较高功率效率和频谱效率的调制方式,从物理层的角度着手提高链路功率利用率,提出一种能够提升星地数传效率的改进SOQPSK调制方式。分析与仿真结果表明,相比传统QPSK和普通SOQPSK,改进SOQPSK信号的带外频谱功率得到进一步降低,能够将有限的链路功率汇聚至信号主瓣,减少在旁瓣上的功率浪费,从而提升星地数据的传输效率。     

基于星地解耦的低轨卫星网络编址和路由策略

低轨卫星网络依靠不受地形限制和较低传播时延的特点,成为未来运营商发展的重要方向之一。低轨道网络中的两种节点移动机制使编址和路由变得更加复杂,这与星上有限的储存和计算资源相矛盾。文章提出了一种基于星地解耦的低轨卫星网络编址和路由策略,将卫星之间的移动性和卫星对地面的移动性分开处理,给出了极地轨道低轨卫星星座下的编址方案,并将大区划分思想应用到快照序列路由算法中,使用三种快照表匹配的方式,在实现高效快速的路由转发的同时,极大地节省卫星的计算资源和快照储存资源。     

星地时间异步条件下快速建链方法

针对星地时间异步而导致卫星与地面设备无法正常建链的问题,提出了一种星地时间异步条件下星地快速建链的方法,阐述并分析了1 pps秒脉冲同步下星地信号收发关系,设计了针对大钟差卫星信号的盲捕算法,给出了盲捕模式下的星地快速建链流程,并采用地面设备对星进行了无线试验验证,实现了星地钟差在1 s范围内的星地快速建链。